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亚新新闻
作者:翟勤    新闻来源:搜狐汽车    点击数:6108    更新时间:2007-10-25

DualTronic™双离合自动湿式离合器

  1940年,Darmstadt大学教授Rudolph Franke第一个申请了双离合器变速器专利,该变速器曾经在卡车上试验过,但是没有投入批量生产。随后保时捷也发明了专用于赛车的双离合变速器 (PDK)。

然而,在那个时代,未能成功将DCT/PDK技术投入批量生产。到了20世纪90年代末期,大众公司和博格华纳携手合作生产第一个适用于大批量生产和应用于主流车型的双离合变速器。

  双离合DualTronic™技术使得手动变速箱具备自动性能,同时大大改善了汽车的燃油经济性。应用该技术可以保证变速箱在换挡时消除汽车动力中断现象。博格华纳的核心技术:湿式离合器与干式离合器相比更具有竞争力,它能提供更好的稳定性和可控性,同时具有更长的使用寿命。该技术更因其具有的电子变速控制能力,即在任意驾驶条件下优化换档功能而显示其独特的优势。由于双离合变速器是基于平行轴设计的,因此,手动变速器厂可充分利用现有手动变速箱生产能力。

技术应用

  大众汽车公司对外所命名为DSG技术,其实就是技术产品供应商博格华纳公司惯称为DualTronic™双离合自动变速器技术。

  博格华纳为双离合自动变速箱开发的DualTronic™双离合自动变速湿式离合器和控制系统已于2003年批量生产,配套于大众奥迪革新产品DSG(直接换档变速器) ,最先应用于2003款大众高尔夫R32和奥迪TT上。博格华纳的双离合自动变速器因其产品创新和加工精细而赢得了2005年度北美供应商超级大奖。

  随着DSG产品系列进入第三年的批量化生产,大众公司继续推广该技术的应用,现在已用于多款大众奥迪车上,包括柴油车,燃油直喷涡轮增压汽油车。 在2006年,DSG产品系列将为至少10个汽油和柴油车型配套,包括:大众高尔夫, 大众葆来, 大众捷达, 大众途安, 大众帕萨特, 奥迪A3, 奥迪 TT, 西雅特Toledo和 Altea, 斯柯达的欧雅。

  博格华纳的DualTronic™是业内第一个为自动变速箱配套湿式离合器和控制系统。此技术使传统的手动变速箱具有自动变速箱的功能,同时,根据不同的应用,与自动变速箱相比,可减少排放并节省燃油高达15%。另外,它消除了手动变速箱在换挡时的扭矩中断感,使驾驶更灵敏,同时又充满乐趣。据预测到2015年欧洲乘用车市场对此技术的需求会增至20%。博格华纳在电液控制系统上的专长和在湿式摩擦材料,离合器系统方面的经验可为用户提供节能,高效的驾驶体验。此技术所带来的优越性已被越来越多的用户认可。

  工作原理

  双离合自动变速器(简称DCT)基于手动变速箱基础之上。而与手动变速箱所不同的是,DCT中的两幅离合器与二根输入轴相连,换挡和离合操作都是通过一集成电子和液压元件的机械电子模块来实现。而不再通过离合器踏板操作。就像tiptronic液力自动变速器一样,驾驶员可以手动换挡或将变速杆处于全自动D挡(舒适型,在发动机低速运行时换挡)或S挡(任务型,在发动机高速运行时换挡)模式。此种模式下的换挡通常由挡位和离合执行器实现。两幅离合器各自与不同的输入轴相连。如果离合器1通过实心轴与挡位1、3、5相连,那么离合器2则通过空心轴与挡位2、4、6和倒挡相连。

  发动机的输入轴通过缓冲器与两幅离合器外片相连。发动机启动后自动挂1挡。由于离合器1处于打开状态,因而没有扭矩传到驱动轮。当离合器1关闭时,离合器1的外片逐渐贴合内片并开始通过第一挡的实心轴、齿轮组和同步器传动发动机扭矩至差速器,最终至驱动轮。同时,由于离合器2此时并不传递扭矩,因此第二挡已被预先选定。从第一挡换到第二挡时,由于第一挡的解除和第二挡的挂挡在同一速度,车辆有足够的前冲力。当第离合器2完全接合后,第三挡已被预先选定,因为此时离合器1没有接合,不传导扭矩,挂挡原理依次类推。此时驾驶员仅感觉到离合器转换。对快速换挡操作来说,换下一挡即意味着与之相连的离合器开放,但此挡位预先选定。通过变速箱控制软件的复杂算法,根据驾驶员各自的需要调整换挡类型和换挡速度确保了选定正确挡位。通过设计,双离合变速器中的最大差速小于传统的液力自动离合器,该类离合器操作起来简便快速,与传统的液力自动离合器相比,其舒适感也更高,或不低于液力自动变速器。通过简单的控制软件即可实现从运动型到高舒适型驾乘体验的改变,因此可有效的控制成本以满足不同层次市场、客户的需求。下图是装有湿式双离合器变速箱的大众高尔夫 R32与同一型号的装有6速手动变速箱的车型操作性能的比较:

  装备了DCT的汽车也能达到装备手动变速箱汽车同样高的速度。同时,与传统的手动变速箱相比,它具有更好的加速性能, 因为它消除了扭矩中断并且经过欧洲节能循环测试证明(MVEG),可节省燃油10%,因为其优化的换挡系统可使发动机在最佳效率下连续运转。目前市场上尚未有其他变速箱能具有同样的性能。由于取消了变矩器作为启动装置,车辆的驾驶性,灵敏度和节油性均有很大提高。与众不同的是,DCT的湿式离合器同时采用换挡离合和发动装置。而取消变扭器则极大的减低了重量和惯性。更重要的是驾驶员可独立选择控制车辆。变扭器具有特定的性能(各种扭矩设定、爬行和震动缓解等作用)。一旦设计选定,性能就固定。除了具有取消变扭器的好处外,湿式DCT离合器与无级变速器(CVT)和行星液力自动变速器相比,具有节省燃油和提高驾驶性能的优势。因为它的设计基于具有良好机械性能的平行轴变速器,同时又减少了离合器数量和相关阻力,并可控制离合压力和油供给,具有优化的齿轮传动比和比例扩展。与无级变速器和液力自动变速器不同的是,齿轮传动比和传动比范围可以轻松简便的予以改变。与手动变速箱相同的是,基于一种变速箱,可以有多种传动比设置,并且一种传动比范围设置可以超过7个,以最小的成本增加实现为每种特定发动机和车辆的最佳匹配。在大扭矩柴油机、高转速汽油机、小货车或跑车上使用同种传动比和传动比范围的液力自动变速箱,会牺牲整车性能和效率。而安装DCT的车辆并不存在此问题。

  ——博格华纳DualTronic™离合器模块

  为满足大多数车辆和发动机的需求,博格华纳设计了一系列DualTronic™离合器。该离合器可为后轮驱动,前轮驱动和全轮驱动车辆,小型, 中型和高性能汽车配套。适用于以下系列柴油和汽油发动机的DCT正在开发中:排量1.4 - 8升; 扭矩:150—1250牛·米;功率:55—850千瓦。应用于大多数功率强劲的乘用车发动机(1250Nm/850KW)的DCT体积仍然非常紧凑。

  双离合变速箱具有液力自动变速箱和无级自动变速箱的便利性和舒适性,与手动变速箱相比,又是第一个可节省燃油高达10%,同时又有更高性能的自动变速装置。在现代社会交通拥挤的状况下,DCT满足了用户对驾驶运动性和灵敏性的要求,同时具有更高的燃油经济性。另外此技术消除了扭矩中断感。通过双离合变速控制和离合设计,其启动和换挡性能可以轻易调节以满足不同驾乘需求和市场需要。该产品也是第一款通过软件变化进行变速标记的变速箱。双离合变速箱也是仅有的一款同时适用于标准发动机、大扭矩柴油机和高转速汽油机的自动变速箱。因而,我们预测双离合变速箱将迅速占领更多的市场份额,从现在配套的任务型和柴油发动机汽车发展到成为未来市场的主流产品。在欧洲,大批量生产已经开始,那里大量的手动变速箱生产基地为DCT的生产提供了基础。与具有50年发展历史的广泛生产的6 速液力自动变速箱相比,双离合变速箱已经具有成本竞争性。不断改进的管理会进一步显示出此技术与液力自动变速箱相比的成本优势,而与无级变速箱相比,成本优势会更加明显。

  ——博格华纳DualTronic™机电模块

  双离合变速箱机电模块集电子变速控制单元(TCU)、传感器、液压电磁阀模块和阀体为一体。变速箱机电模块包括4大元件:电子变速控制单元(TCU)、传感器组、装有电磁阀的主板和阀体。该模块的优势在于其极严格的公差和在规模化生产下的低成本。不像传统的对单一零件逐个校对,然后相加每个零件的公差,计算出总成公差带,该模块通过自动校对达到符合设计要求的输出功能。该模块不仅因其多级校正步骤的取消而降低了成本,更由于取消了线束和连接器而大大降低了成本。主板直接将电磁阀、TCU和传感器组连接起来。连接器和不必要的电触点的取消更提高了模块的可靠性。


  结语

  博格华纳的DualTronic™模块是双离合器变速箱的核心技术。其产品优势如下:

  l 结构紧凑,重量减轻,惯性降低,提高了可操作性和灵敏性

  l 所有换挡、发动和滑动条件下的卓越控制性能  l 与变速器寿命一样的无磨损耐久性

  l 高滑动扭矩传递能力保证了斜坡止动和重型拖车牵引功能

  l 采用开式离合器带来的固有安全性

  博格华纳的DualTronic™机电变速箱控制模块所集成的电子单元(TCU)、传感器和液压控制(电磁阀模块和阀体)与传统的液压控制模块和TCU传动系列相比,具有更小的容差、更低的成本和更高的可靠性。高灵敏的直接作用可变力电磁阀是精密离合器换挡和滑动控制的核心。


 


 
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